钻头烧结成形后,钢体,胎体,金刚石压力不同固化为一体,由于唇面上金刚石所受压务不同,直接影响钻头的磨损状况,在承受压力大的部位,金刚石在周期性震动和压弯应力作用下极易发生碎裂和折断,钻头胎体也易超前磨损,所以实钻作业中钻头经常发生靠内径的唇面磨损较大,呈内锥形。微烧钻头底唇拉槽位置也靠内径。据有关部门统计的22只钻头中,靠内径底唇拉槽的有13只,占总数的59%。上述的拉槽或偏磨是与钻进过程相关的,有时也出现一些反常特例,如钻头变成外锥形,这种现象并不难解释。在实钻作业中也可得到某些自然的调整,比如靠内径的钻头唇面,虽然受到较大的压力,可内圆圆周得到的线速度比外圆圆周小,从这个意义上讲内圆可以减少磨损。可见,钻头的磨损效果是综合作用的结果。现场使用的钻头不是全部变成内喇叭就是这个道理。
钻头偏磨或唇面拉槽,在厚壁钻头中比较多见,这是由于底唇的冷却不好和钻头底唇上的内外压差大造成的。在小规格厚壁钻头上更明显,经计算,绳索取心钻头的底唇内缘压务为外缘压务的1.5—1.7倍,双管钻头为1.3—1.5倍。显然,设计薄壁钻头对减小底唇上的压力差是有益的。
分析与计算结果表明,现场中发现的钻头底唇拉槽多发生在靠近钻头的内径,唇面受力状态也是相关因素之一。防止和消除钻头底唇拉槽和偏磨工作,各有关部门都在进行,笔者认为,较有成效的是采用薄壁钻头和对金刚石粘结把持牢固的结合剂配方,活化效果显著的烧结工艺,来提高底唇金刚石的出刃高度,从而改善底唇的冷却条件,前者的意义和难度更大。
近期在钻头的组装工艺上进行了一定的工作,如采用特殊的镶装办法,改善底唇的冷却条件,防止偏磨和岩粉粘糊胎体,造成底唇金刚石和胎体的剥离和脱落,形成沟槽。